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第10講函數(shù)的極值與最大(?。┲怠尽究键c目錄】【【知識梳理】知識點1函數(shù)的極值點和極值(1)極小值點與極小值若函數(shù)y=f(x)在點x=a的函數(shù)值f(a)比它在點x=a附近其他點的函數(shù)值都小,f′(a)=0,而且在點x=a附近的左側(cè)f′(x)<0,右側(cè)f′(x)>0,就把點a叫做函數(shù)y=f(x)的極小值點,f(a)叫做函數(shù)y=f(x)的極小值.(2)極大值點與極大值若函數(shù)y=f(x)在點x=b的函數(shù)值f(b)比它在點x=b附近其他點的函數(shù)值都大,f′(b)=0,而且在點x=b附近的左側(cè)f′(x)>0,右側(cè)f′(x)<0,就把點b叫做函數(shù)y=f(x)的極大值點,f(b)叫做函數(shù)y=f(x)的極大值.(3)極大值點、極小值點統(tǒng)稱為極值點;極大值、極小值統(tǒng)稱為極值.知識點2函數(shù)極值的求法與步驟(1)求函數(shù)y=f(x)的極值的方法解方程f′(x)=0,當f′(x0)=0時,①如果在x0附近的左側(cè)函數(shù)單調(diào)遞增,即f′(x)>0,在x0的右側(cè)函數(shù)單調(diào)遞減,即f′(x)<0,那么f(x0)是極大值;②如果在x0附近的左側(cè)函數(shù)單調(diào)遞減,即f′(x)<0,在x0的右側(cè)函數(shù)單調(diào)遞增,即f′(x)>0,那么f(x0)是極小值.(2)求可導函數(shù)f(x)的極值的步驟①確定函數(shù)的定義區(qū)間,求導數(shù)f′(x);②求方程f′(x)=0的根;③列表;④利用f′(x)與f(x)隨x的變化情況表,根據(jù)極值點左右兩側(cè)單調(diào)性的變化情況求極值.注:已知函數(shù)的極值求參數(shù)時應注意兩點(1)待定系數(shù)法:常根據(jù)極值點處導數(shù)為0和極值兩個條件列出方程組,用待定系數(shù)法求解.(2)驗證:因為導數(shù)值為0不一定此點就是極值點,故利用上述方程組解出的解必須驗證.知識點3函數(shù)的最大(小)值與導數(shù)(1)函數(shù)的最大(小)值的存在性一般地,如果在區(qū)間[a,b]上函數(shù)y=f(x)的圖象是一條連續(xù)不斷的曲線,那么它必有最大值和最小值.(2)一般地,求函數(shù)y=f(x)在[a,b]上的最大值與最小值的步驟如下:①求函數(shù)y=f(x)在(a,b)內(nèi)的極值;②將函數(shù)y=f(x)的各極值與端點處的函數(shù)值f(a),f(b)比較,其中最大的一個是最大值,最小的一個是最小值.知識點4用導數(shù)求函數(shù)f(x)最值的基本方法(1)求導函數(shù):求函數(shù)f(x)的導函數(shù)f′(x);(2)求極值嫌疑點:即f′(x)不存在的點和f′(x)=0的點;表;(4)求極值:依(3)的表中所反應的相關(guān)信息,求出f(x)的極值點和極值;(5)求區(qū)間端點的函數(shù)值;(6)求最值:比較極值嫌疑點和區(qū)間端點的函數(shù)值后,得出函數(shù)f(x)在其定義域內(nèi)的最大值和最小值.注:1.求解函數(shù)在固定區(qū)間上的最值,需注意以下幾點(1)對函數(shù)進行準確求導,并檢驗f′(x)=0的根是否在給定區(qū)間內(nèi).(2)研究函數(shù)的單調(diào)性,正確確定極值和端點函數(shù)值.(3)比較極值與端點函數(shù)值的大小,確定最值.2.對參數(shù)進行討論,其實質(zhì)是討論導函數(shù)大于0,等于0,小于0三種情況.若導函數(shù)恒不等于0,則函數(shù)在已知區(qū)間上是單調(diào)函數(shù),最值在端點處取得;若導函數(shù)可能等于0,則求出極值點后求極值,再與端點值比較后確定最值.【【考點剖析】考點一求函數(shù)的極值點和極值1.(2023秋·四川雅安·高二雅安中學??茧A段練習)下列函數(shù)中,既是奇函數(shù)又存在極值的是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】利用基本初等函數(shù)的奇偶性及函數(shù)的極值與導數(shù)的關(guān)系可判斷各選項.【詳解】對于A選項,函數(shù)為奇函數(shù),且該函數(shù)在上單調(diào)遞增,A項不滿足條件;對于B選項,函數(shù)的定義域為,該函數(shù)為非奇非偶函數(shù),B選項不滿足條件;對于C選項,函數(shù)的導數(shù)為,該函數(shù)在上單調(diào)遞增,C選項不滿足條件;對于D選項,令,該函數(shù)的定義域為,,即函數(shù)為奇函數(shù),,當時,,當時,,所以,為函數(shù)的極小值點,D選項滿足條件.故選:D.2.(2023秋·北京大興·高二統(tǒng)考期中)已知函數(shù),則(
)A.有極小值,無極大值 B.有極大值,無極小值C.既有極小值又有極大值 D.無極小值也無極大值【答案】C【分析】求得,利用導數(shù)得到函數(shù)函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合極值的概念,即可求解.【詳解】由題意函數(shù),可得,當時,,單調(diào)遞增;當時,,單調(diào)遞減;當時,,單調(diào)遞增,所以當時,函數(shù)取得極大值;當時,函數(shù)取得極小值.故選:C.3.【多選】(2023秋·福建寧德·高二古田縣第一中學??茧A段練習)設,函數(shù),則下列說法正確的是(
)A.當時,函數(shù)沒有極大值,有極小值B.當時,函數(shù)既有極大值也有極小值C.當時,函數(shù)有極大值,沒有極小值D.當時,函數(shù)沒有極值【答案】AD【分析】求得當時函數(shù)的極值情況判斷選項A;求得當時函數(shù)的極值情況判斷選項B;求得當時函數(shù)的極值情況判斷選項C;求得當時函數(shù)的極值情況判斷選項D.【詳解】,令,則選項A:當時,,則單調(diào)遞增,,則可令當時,,單調(diào)遞減,當時,,單調(diào)遞增,則函數(shù)沒有極大值,有極小值.判斷正確;選項B:當時,,則單調(diào)遞增,,則可令當時,,單調(diào)遞減,當時,,單調(diào)遞增,則函數(shù)沒有極大值,有極小值.判斷錯誤;選項C:當時,,則單調(diào)遞增又,則當時,,單調(diào)遞減,當時,,單調(diào)遞增,則函數(shù)沒有極大值,有極小值.判斷錯誤;選項D:當時,由,可得,由,可得則在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增則當時,函數(shù)取極小值故在恒成立,即在恒成立,則單調(diào)遞增,故函數(shù)沒有極值.判斷正確.故選:AD4.【多選】(2023秋·湖北武漢·高二校聯(lián)考期末)已知函數(shù),則下列結(jié)論正確的是(
)A.函數(shù)既存在極大值又存在極小值 B.函數(shù)存在個不同的零點C.函數(shù)的最小值是 D.若時,,則的最大值為【答案】ACD【分析】利用導數(shù)研究的單調(diào)性判斷極值情況,再結(jié)合零點存在性定理判斷零點個數(shù),進而確定最小值,應用數(shù)形結(jié)合判斷參數(shù)t的最值.【詳解】由題設,,所以上,遞減;上,遞增;上,遞減;故在上取極小值,上取極大值,A正確;又,,,當趨于正無窮時無限趨向于0且,故存在兩個不同零點,B錯誤;由B分析知:在上值域為,在上值域為,在上,故在R上的值域為,即最小值是,C正確;由上分析可得如下函數(shù)圖象:要使時,只需即可,故的最大值為,D正確.故選:ACD5.(2023春·高二??计谀┮阎瘮?shù).(1)若,求函數(shù)的極值;(2)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.【答案】(1)極大值為,無極小值(2)答案見解析【分析】(1)先對求導,利用導數(shù)與函數(shù)性質(zhì)的關(guān)系得到的單調(diào)性,從而求得的極值;(2)求出的導數(shù),分類討論的范圍,即可求出的單調(diào)區(qū)間.【詳解】(1)當時,,則,令,得;令,得,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,故在處取得極大值,無極小值.(2)因為,則,當時,恒成立,所以在上單調(diào)遞增,當時,令,得;令,得;所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,綜上:當時,的單調(diào)遞增區(qū)間為;當時,的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為.6.(2023·全國·高二假期作業(yè))已知函數(shù).(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間與極值;(2)求函數(shù)在區(qū)間上的最值.【答案】(1)單調(diào)遞增區(qū)間是,單調(diào)遞減區(qū)間是,極大值是,極小值是(2)最大值為,最小值為.【分析】(1)對求導,根據(jù)導數(shù)的正負確定函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,進一步確定極值即可;(2)根據(jù)極值和端點值即可確定最值.【詳解】(1).令,得或;令,得,所以的單調(diào)遞增區(qū)間是,單調(diào)遞減區(qū)間是.所以的極大值是,的極小值是.(2)因為,由(1)知,在區(qū)間上,有極小值,所以函數(shù)在區(qū)間上的最大值為,最小值為.考點二利用函數(shù)的極值求參數(shù)7.(2023秋·四川資陽·高二??计谥校┖瘮?shù)在處有極值為,那么,的值為(
)A., B.,C.,或, D.,【答案】A【分析】由題意可知,由此可求出,并驗證即可求解.【詳解】,由題意可知即,則解得或,當時,,在處不存在極值,不符合題意;當時,,,,,,符合題意.,故選:A.8.(2023秋·黑龍江佳木斯·高二建三江分局第一中學??计谀┮阎瘮?shù)在時有極值0,則=______.【答案】【分析】對函數(shù)進行求導,根據(jù)函數(shù)在時有極值0,可以得到,代入求解,并進行檢驗,即可求出結(jié)果.【詳解】∵,,函數(shù)在時有極值0,可得即,解得或,若時,函數(shù),所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,函數(shù)無極值,故舍,所以,所以故答案為:.9.(2023秋·陜西寶雞·高二統(tǒng)考期末)已知函數(shù)有極值,則的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】先求導,由題設得必有兩個不等的實根,再利用判別式求解即可.【詳解】由題意知,定義域為R,,要使函數(shù)有極值,則必有兩個不等的實根,則,解得.故選:D.10.(2021春·陜西咸陽·高二??计谥校┮阎獩]有極值,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】根據(jù)導數(shù)與函數(shù)極值的關(guān)系可知,或恒成立,再結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì)即可得解.【詳解】因為,所以,因為沒有極值,所以或恒成立,又因為開口向上,所以恒成立,即,所以,整理得,解得,所以.故選:C.11.(2023秋·福建寧德·高二校聯(lián)考期中)若函數(shù)在內(nèi)有極大值,則a的取值范圍(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】利用導數(shù)討論函數(shù)的單調(diào)性,進而得出函數(shù)的極值點,根據(jù)題意,結(jié)合圖象即可得a的取值范圍.【詳解】由,得,令或,令,所以函數(shù)在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,且,如圖,由圖可知函數(shù)在處取得極大值,在處取得極小值,又函數(shù)在內(nèi)有極大值,故.故選:A.12.(2023·高二課時練習)已知函數(shù)既存在極大值又存在極小值,求實數(shù)a的取值范圍.【答案】【分析】函數(shù)既存在極大值又存在極小值等價于方程在區(qū)間上有兩個不相等的實數(shù)根,得到不等式組,解出答案即可【詳解】解:由可得,∵既存在極大值又存在極小值,∴方程在區(qū)間上有兩個不相等的實數(shù)根,需滿足,解得,故所求實數(shù)a的取值范圍為.13.(2023春·山東濟南·高二濟南市歷城第二中學校考期末)若函數(shù)在和兩處取到極值,則實數(shù)的取值范圍是___________;若,則實數(shù)的取值范圍是___________.【答案】
【分析】對求導后令,再根據(jù)是導函數(shù)的兩根,數(shù)形結(jié)合分析兩根的關(guān)系求解.【詳解】解:①已知函數(shù),則,若函數(shù)在和兩處取到極值,則和是函數(shù)的兩個零點,即是方程,即的兩個根,所以函數(shù)的圖像與直線有兩個不同的交點且交點的橫坐標分別為,由于,所以當或時,;當時,;故的減區(qū)間有和,增區(qū)間有,且當時,,作出的草圖:由圖可知要滿足函數(shù)有兩個零點,需使,所以實數(shù)的取值范圍是,②,且若,即,取,并令,則,所以,解得,此時,故,即實數(shù)的取值范圍是,故答案為:.考點三函數(shù)(導函數(shù))的圖像與極值的關(guān)系14.(2023秋·上海金山·高二上海市金山中學??计谀┤鐖D是函數(shù)的導函數(shù)的圖象:①函數(shù)在區(qū)間上嚴格遞減;
②;③函數(shù)在處取極大值;
④函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有兩個極小值點.則上述說法正確的是______.【答案】②④【分析】根據(jù)導函數(shù)圖象分析得到函數(shù)的單調(diào)性,進而判斷是否為極值點,比較出函數(shù)值的大小,判斷出正確答案.【詳解】由導函數(shù)的圖象可知:函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,故,故①錯誤,②正確;由導函數(shù)的圖象可知:在上均單調(diào)遞增,故不是函數(shù)的極大值點,③錯誤;由導函數(shù)圖象可得:在區(qū)間內(nèi)有,且在與上導函數(shù)小于0,在和上導函數(shù)大于0,故和為函數(shù)的兩個極小值點,故在區(qū)間內(nèi)有兩個極小值點,④正確.故答案為:②④15.【多選】(2023秋·河北邢臺·高二校聯(lián)考階段練習)如圖是導函數(shù)的圖象,則下列說法正確的是(
)A.為函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間B.為函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間C.函數(shù)在處取得極大值D.函數(shù)在處取得極小值【答案】AD【分析】A.利用導數(shù)的正負與函數(shù)的增減的關(guān)系判斷;B.利用導數(shù)的正負與函數(shù)的增減的關(guān)系判斷;C.利用極值點的定義判斷;D.利用極值點的定義判斷.【詳解】A.因為在上成立,所以是的單調(diào)遞增區(qū)間,故正確;B.因為時,,時,,所以在上不單調(diào),故錯誤;C.因為時,,時,,函數(shù)在處無極值,故錯誤;D.因為時,,時,,所以函數(shù)在處取得極小值,故正確;故選:AD16.(2023秋·北京西城·高二統(tǒng)考期末)設函數(shù)的極小值為-8,其導函數(shù)的圖象過點(-2,0),如圖所示,則=(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】由題設,根據(jù)所過的點可得,結(jié)合圖象求出極小值點并代入求參數(shù),即可得解析式,注意驗證所得參數(shù)是否符合題設.【詳解】由題設,,則,故,所以,令,可得或,由圖知:且處有極小值,所以,即,,經(jīng)驗證滿足題設,故.故選:B17.(2023·高二單元測試)函數(shù)的定義域為,導函數(shù)在內(nèi)的圖像如圖所示,則下列命題不正確的是(
).A.函數(shù)在內(nèi)一定不存在最小值B.函數(shù)在內(nèi)只有一個極小值點C.函數(shù)在內(nèi)有兩個極大值點D.函數(shù)在內(nèi)可能沒有零點【答案】A【分析】根據(jù)導函數(shù)圖象得到函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,即可判斷函數(shù)的極值,從而得解;【詳解】解:設的根為,,,且,則由圖可知,函數(shù)在內(nèi)單調(diào)遞增,在內(nèi)單調(diào)遞減,在內(nèi)單調(diào)遞增,在內(nèi)單調(diào)遞減;所以函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有極小值,當,時,是函數(shù)在區(qū)間內(nèi)的最小值,所以A錯誤,B正確;函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有極大值、,所以C正確;當,,時,函數(shù)在內(nèi)沒有零點,所以D正確.故選:A.18.(2023秋·貴州遵義·高二統(tǒng)考期末)函數(shù)的導函數(shù)為的圖象如圖所示,關(guān)于函數(shù),下列說法不正確的是(
)A.函數(shù)在,上單調(diào)遞增B.函數(shù)在,上單調(diào)遞減C.函數(shù)存在兩個極值點D.函數(shù)有最小值,但是無最大值【答案】C【分析】根據(jù)導函數(shù)的圖象判斷導函數(shù)的正負,從而可求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極值【詳解】由導函數(shù)的圖象可知,當或時,,當或時,,所以在,上單調(diào)遞增,在,上單調(diào)遞減,所以和為極小值點,為極大值點,所以函數(shù)有3個極值點,所以和中的最小的,為函數(shù)的最小值,無最大值,所以ABD正確,C錯誤,故選:C19.【多選】(2023秋·遼寧錦州·高二統(tǒng)考期末)函數(shù)的定義域為,它的導函數(shù)的部分圖像如圖所示,則下列結(jié)論正確的是(
)A. B.是的極小值點C.函數(shù)在上有極大值 D.是的極大值點【答案】AD【分析】根據(jù)函數(shù)極值的定義,結(jié)合導數(shù)的性質(zhì)和導函數(shù)的圖象逐一判斷即可.【詳解】由的圖象可知:當時,,所以函數(shù)單調(diào)遞增;當時,,所以函數(shù)單調(diào)遞減,因此有,是的極大值點,所以選項A、D正確;當,或時,,所以函數(shù)單調(diào)遞增,因此函數(shù)在上沒有極大值,且不是的極小值點,所以選項B、C不正確,故選:AD考點四求函數(shù)的最值20.(2023秋·四川樂山·高二統(tǒng)考期末)已知函數(shù),則函數(shù)在上的最小值為(
)A.1 B. C. D.【答案】A【分析】求導確定函數(shù)在上的單調(diào)性,求出最小值即可.【詳解】,當時,,則在上單調(diào)遞增,則在上的最小值為.故選:A.21.(2023秋·四川樂山·高二統(tǒng)考期末)已知函數(shù),則函數(shù)在的最小值為(
)A.1 B. C. D.【答案】A【分析】利用導函數(shù)求得函數(shù)在上的單調(diào)區(qū)間,進而求得函數(shù)在的最小值【詳解】,,則,當時,,單調(diào)遞減;當時,,單調(diào)遞增.則在時取得最小值故選:A22.(2023秋·四川綿陽·高二??计谥校┖瘮?shù)在區(qū)間上取得最大值時的值為()A. B. C. D.【答案】B【分析】對函數(shù)求導,判斷其在的單調(diào)性,進而求得其最大值.【詳解】由得,令,即在區(qū)間上解得,當時,,為增函數(shù),當時,,為減函數(shù),所以當時,取得最大值.故選:B.23.(2023·高二課時練習)設函數(shù),若對任意的有恒成立,則實數(shù)m的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】首先不等式恒成立轉(zhuǎn)化為,然后利用導數(shù)求函數(shù)的最大值,即可求解.【詳解】,令,得或.當時,,當時,,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.因為,,所以因為對任意的有恒成立,所以,即.故選:C24.(2023秋·黑龍江哈爾濱·高二哈爾濱市第六中學校校考期末)若對任意,不等式恒成立,則實數(shù)的最小值是(
)A.1 B.2 C. D.3【答案】A【分析】由得,令,利用的單調(diào)性可得,轉(zhuǎn)化為對任意時恒成立,令,利用導數(shù)求出的最值可得答案.【詳解】由得,令,因為都是單調(diào)遞增函數(shù),所以為單調(diào)遞增函數(shù),所以,即對任意時恒成立,令,,當時,,單調(diào)遞增,當時,,單調(diào)遞減,所以,所以,即.故選:A.考點五由函數(shù)的最值求參數(shù)25.(2023秋·山東煙臺·高二統(tǒng)考期末)若函數(shù)在區(qū)間[1,2]上的最小值為0,則實數(shù)a的值為(
)A.-2 B.-1 C.2 D.【答案】C【分析】對函數(shù)求導后,分和兩種情況求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,從而可求出函數(shù)的最小值,使最小值等于零,從而可出實數(shù)a的值【詳解】由,得,當時,在上恒成立,所以在上遞增,所以,解得(舍去),當時,由,得或,當時,在上恒成立,所以在上遞增,所以,解得(舍去),當時,當時,,當時,,所以在上遞減,在上遞增,所以當時,取得最小值,所以,解得(舍去),當時,當時,,所以在上遞減,所以,解得,綜上,,故選:C26.(2023秋·吉林·高二校聯(lián)考期末)當時,函數(shù)取得最小值,則(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】求出導函數(shù),由題意,解得,即可計算.【詳解】當時,函數(shù)取得最小值,所以,所以,得,又,根據(jù)函數(shù)在處取得最值,所以即得,所以,.故選:C.27.(2023秋·廣東潮州·高二饒平縣第二中學??奸_學考試)若函數(shù)的最大值為,則實數(shù)的取值范圍為(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】由基本不等式求得x<0時,f(x)的值域,由題意可得x>0時,f(x)的值域應該包含在x<0時的值域內(nèi),轉(zhuǎn)化為在x>0時恒成立.利用導數(shù)求出的最大值即可.【詳解】當x<0時,,當且僅當x=?1時,f(x)取得最大值f(?1)=a?2,由題意可得x>0時,的值域包含于(?∞,a?2],即在x>0時恒成立即在x>0時恒成立即設當時,在上單調(diào)遞增,當時,在上單調(diào)遞減,故選:C.28.(2023春·浙江·高二校聯(lián)考階段練習)若函數(shù)有最小值,則實數(shù)的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】求導得,分類討論判斷得單調(diào)性,進而根據(jù)最值分析求解.【詳解】由題意可得:∵,則當,則當時恒成立,即∴在上單調(diào)遞減,則在上無最值,即不成立當,則當時恒成立,即∴在上單調(diào)遞增,則在上無最值,即不成立當,令,則∴在上單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,則在上有最小值,即成立故選:A.29.(2023秋·河南鄭州·高二河南省實驗中學校考期中)已知函數(shù)在區(qū)間上有最小值,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】根據(jù)導數(shù)確定函數(shù)的單調(diào)性,導函數(shù)的正負確定單調(diào)性進而取最值可求.【詳解】由得,由于均為單調(diào)遞增函數(shù),故在單調(diào)遞增,因為在有最小值,故故選:A30.(2023秋·福建龍巖·高二福建省龍巖第一中學??茧A段練習)若函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有最小值,則實數(shù)m的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】先利用導數(shù)求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,得到,令得到或1,即得解.【詳解】解:由題得,.令,解得或;令,解得,所以在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增,在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減,在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增,所以函數(shù)的極小值.若在區(qū)間內(nèi)有最小值,則極小值即最小值,所以,解得,令,可得,可得,解得或1,由題得,綜上.故選:C.考點六由極值與最值關(guān)系求參數(shù)范圍31.(2023·高二課時練習)已知函數(shù),若對任意的,,都有恒成立,則實數(shù)k的最大值是(
)A.-1 B.0 C.1 D.2【答案】B【分析】根據(jù)函數(shù)解析式化簡恒成立為恒成立,構(gòu)造函數(shù),利用導數(shù)求其最小值,即可求得答案.【詳解】∵,∴,∵恒成立,且,∴恒成立,令,,則,因為是時的遞增函數(shù),故在上單調(diào)遞增,且,∴當時,,單調(diào)遞減,當時,,單調(diào)遞增,∴,∴,故實數(shù)k的最大值是0,故選:B.32.(2023秋·青海西寧·高二校聯(lián)考期末)已知函數(shù)若,則的最大值為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】作出圖象,設,則有,即有,于是有,令,求導,利用導數(shù)求出的最大值即可.【詳解】解:由函數(shù)的圖象可知,不妨設,有,可得,有,令,有,令,可得,可得函數(shù)的增區(qū)間為,減區(qū)間為,可得,故的最大值為.故選:D.33.(2023秋·遼寧遼陽·高二遼陽市第一高級中學校聯(lián)考期末)已知函數(shù),若有且只有兩個整數(shù)解,則k的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】將問題化為有且只有兩個整數(shù)解,利用導數(shù)研究的性質(zhì),并畫出與的圖象,判斷它們交點橫坐標的范圍,列不等式組求k的范圍.【詳解】由題設,定義域為,則可得,令,則,所以時,即遞增,值域為;時,即遞減,值域為;而恒過,函數(shù)圖象如下:要使有且只有兩個整數(shù)解,則與必有兩個交點,若交點的橫坐標為,則,所以,即.故選:C34.(2023秋·福建龍巖·高二統(tǒng)考期末)若且)恒成立,則a的取值范圍是(
)A.(0,1) B.(1,+∞) C. D.【答案】C【分析】當時,原題等價于在區(qū)間上恒成立,令,利用導數(shù)求得的單調(diào)區(qū)間和最值,分析計算,即可得答案,當,分析得不符合題意,綜合即可得答案.【詳解】當時,由題意與互為反函數(shù),所求等價于在區(qū)間上恒成立,令,則,令,解得,當時,,則為減函數(shù),當時,,則為增函數(shù),所以在處取得極小值,也為最小值,所以,整理可得,因為,所以,所以,則,所以,則,解得;當時,不符合題意,故舍去,所以a的取值范圍是故選:C35.(2023秋·四川成都·高二四川省成都市新都一中校聯(lián)考期末)若關(guān)于x的不等式對恒成立,則實數(shù)a的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】令,故,原不等式變?yōu)?,進而令,利用最值分析法,通過對的導數(shù)進行討論,即得.【詳解】由題意得,,令,故,故.令,則.若,則,則在上單調(diào)遞增,又,則當時,,不合題意,舍去;若,則當時,,當時,,則函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.因為,所以若,則當,,舍去;若,則當,,舍去;若,則,符合題意,故.故選:A【【過關(guān)檢測】一、單選題1.(2023秋·貴州畢節(jié)·高二統(tǒng)考期末)已知為函數(shù)的極大值點,則(
)A.3 B. C. D.【答案】B【分析】求出函數(shù)的導函數(shù),即可得到函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,從而求出函數(shù)的極大值點.【詳解】解:因為,所以,所以當或時,當時,所以的單調(diào)遞增區(qū)間為和,單調(diào)遞減區(qū)間為,所以的極大值點為,即.故選:B2.(2023秋·黑龍江哈爾濱·高二哈爾濱市阿城區(qū)第一中學校校聯(lián)考期末)若函數(shù)有2個極值點,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】求導,根據(jù)題意可得有2個不同的正實數(shù)根,從而可得出答案.【詳解】解:,因為函數(shù)的定義域為,且函數(shù)有2個極值點,則有2個不同的正實數(shù)根,所以且,即實數(shù)的取值范圍是.故選:B.3.(2023秋·廣東佛山·高二佛山市第四中學校考期末)設函數(shù)的導函數(shù)為,的部分圖象如圖所示,則(
)A.函數(shù)在上單調(diào)遞增B.函數(shù)在上單調(diào)遞增C.函數(shù)在處取得極小值D.函數(shù)在處取得極大值【答案】B【分析】直接由導函數(shù)圖象判斷出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,進而得到函數(shù)的極值,依次判斷4個選項即可.【詳解】由圖象可知,函數(shù)在上單調(diào)遞減,A錯誤;函數(shù)在上單調(diào)遞增,B正確,C錯誤;函數(shù)在處取得極小值,D錯誤.故選:B.4.(2023春·江蘇連云港·高二??计谀┖瘮?shù)的導函數(shù)的圖象如圖所示,則(
)A.為函數(shù)的零點 B.為函數(shù)的極大值點C.函數(shù)在上單調(diào)遞減 D.是函數(shù)的最小值【答案】C【分析】根據(jù)導函數(shù)圖象,導函數(shù)與原函數(shù)的關(guān)系對選項進行分析,從而確定正確答案.【詳解】由的圖象可得,當時,,當時,,當時,,當時,所以在和上單調(diào)遞增,在和上單調(diào)遞減,所以為的極小值點,所以B選項錯誤,C選項正確;是的零點,但不一定是的零點,所以A錯誤;是函數(shù)的極小值,但不一定是最小值,所以D錯誤.故選:C5.(2023秋·青海西寧·高二校聯(lián)考期末)給定函數(shù),則下列結(jié)論不正確的是(
)A.函數(shù)有兩個零點 B.函數(shù)在上單調(diào)遞增C.函數(shù)的最小值是 D.當或時,方程有1個解【答案】A【分析】利用導數(shù)判斷并畫出函數(shù)的大致圖像,結(jié)合圖像逐項分析選項即可.【詳解】因為,所以,由,得,所以在單調(diào)遞增,由,得,所以在單調(diào)遞減,又因為,恒成立,,,結(jié)合單調(diào)性可知,大致圖像如下:對于A選項,由圖像知,函數(shù)只有一個零點,故A錯誤;對于B選項,函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為,而,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,故B正確;對于C選項,函數(shù)的最小值是,故C正確;對于D選項,由圖像可知,當或時,方程有1個解,故D正確.故選:A.6.(2023秋·上海寶山·高二上海市行知中學??计谀╆P(guān)于函數(shù),下列判斷正確的是(
)①是的極大值點②函數(shù)有且只有1個零點
③存在正實數(shù),使得成立
④對任意兩個正實數(shù),且,若,則A.①④ B.②③ C.②④ D.①③【答案】C【分析】對于①,根據(jù)極大值點的定義,求導,研究導數(shù)與零的大小關(guān)系,可得答案;對于②,構(gòu)造函數(shù),求導研究其單調(diào)性,根據(jù)零點存在定理,可得答案;對于③,采用變量分離,構(gòu)造函數(shù),研究單調(diào)性與最值,可得答案;對于④,以直線為對稱軸,構(gòu)造函數(shù),求導研究其單調(diào)性和最值,可得答案.【詳解】解:對于①,由,求導得,令,解得,可得下表:極小值則為函數(shù)的極小值點,故①錯誤;對于②,由,求導得:,則函數(shù)在上單調(diào)遞減,當時,,當時,,由,故函數(shù)有且只有1個零點,故②正確;對于③,由題意,等價于存在正實數(shù),使得,令,求導得,令,則,在上,,函數(shù)單調(diào)遞增;在上,,函數(shù)單調(diào)遞減,,,在上單調(diào)遞減,無最小值,不存在正實數(shù),使得恒成立,故③錯誤;對于④,令,則,,令,則,在上單調(diào)遞減,則,即,令,由,且函數(shù)在上單調(diào)遞增,得,則,當時,顯然成立,故④正確.故選:C.二、多選題7.(2023秋·河北廊坊·高二統(tǒng)考期末)已知函數(shù),以下結(jié)論中正確的是(
)A.是偶函數(shù) B.有無數(shù)個零點C.的最小值為 D.的最大值為1【答案】ABD【分析】利用函數(shù)的性質(zhì),三角函數(shù)的性質(zhì)及導數(shù)與單調(diào)性及極值,及最值關(guān)系檢驗各選項即可判斷.【詳解】對于A選項:因為的定義域為,則,所以是偶函數(shù),A選項正確;對于B選項:令,則,所以,解得,所以有無數(shù)個零點,B選項正確;對于C選項:因為,所以若的最小值為,則是的一個極小值點,而,則,不是函數(shù)的極小值點,C選項錯誤;對于D選項:因為,當時,取到最大值1,取到最小值1,所以此時取到最大值1,D選項正確;故選:ABD.8.(2023秋·遼寧遼陽·高二遼陽市第一高級中學校聯(lián)考期末)已知函數(shù),則下列說法正確的是(
)A.當時,在點的切線方程是B.當時,在R上是減函數(shù)C.若只有一個極值點,則或D.若有兩個極值點,則【答案】ABD【分析】根據(jù)導數(shù)的幾何意義,可判斷A的正誤;求導可得解析式,設,利用導數(shù)可得的單調(diào)性和最值,結(jié)合a的范圍,可得的正負,即可判斷B的正誤;當時,可得恒成立,即可得恒成立,則單調(diào)遞減,分析可判斷C的正誤;根據(jù)有兩個極值點,可得有2個實根,根據(jù)的單調(diào)性和最值,分析即可得答案.【詳解】對于A:當時,,則,即切點(0,0)又,所以切線的斜率,所以切線方程為,即,故A正確;對于B:由題意得,設,則,令,解得,當時,,則為增函數(shù),當時,,則為減函數(shù),所以,因為,所以,,所以,又恒成立,所以在R上恒成立,則在R上是減函數(shù),故B正確;對于C:當時,由B選項可得,所以恒成立,即恒成立,所以在R上是單調(diào)減函數(shù),無極值點,反之若只有一個極值點,不成立,故C錯誤;對于D:若有兩個極值點,則有2個實根,因為恒成立,所以有2個實根,由B選項可得,所以,解得.又,根據(jù)零點存在性定理可得,在和分別存在1個零點,結(jié)合的單調(diào)性可得滿足題意,故D正確;故選:ABD9.(2023秋·黑龍江哈爾濱·高二哈爾濱市第六中學校??计谀┮阎瘮?shù)是定義在上的函數(shù),是的導函數(shù),若,且,則下列結(jié)論正確的是(
)A.函數(shù)在定義域上單調(diào)遞增B.函數(shù)在定義域上有極小值C.函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為D.不等式的解集為【答案】AC【分析】令,得到,求得,令,利用導數(shù)得到,進而得到,可判定A正確,B不正確;求得,進而可判定C正確;設且,求得,可得,進而可判定D錯誤.【詳解】令,則,因為,可得,又由,可得,令,可得,當時,,單調(diào)遞減;當時,,單調(diào)遞增,所以,即,所以單調(diào)遞增,所以A正確,B不正確;由函數(shù),可得,令,即,解得,所以函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為,所以C正確;設,則,則因為,所以,所以,令,則注意到時,,進而單減,知時“,即.”時單減,而,所以D錯誤.故選:AC.三、填空題10.(2023秋·陜西西安·高二統(tǒng)考期末)已知函數(shù)在處取得極值0,則______.【答案】11【分析】求出導函數(shù),然后由極值點和極值求出參數(shù)值即可得,注意檢驗符合極值點的定義.【詳解】,則,即,解得或當時,,不符合題意,舍去;當時,,令,得或;令,得.所以在,上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,符合題意,則.故答案為:11.11.(2023秋·上海金山·高二上海市金山中學??计谀┮阎呛瘮?shù)的極小值點,則_____.【答案】【分析】求導,根據(jù)是函數(shù)的極小值點,由求解,并檢驗即可.【詳解】解:因為函數(shù),所以,因為是函數(shù)的極小值點,所以,即,解得或,當時,,當或時,,當時,,所以,在區(qū)間上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以當時,函數(shù)取得極大值,不符合題意;當時,,當或時,,當時,,所以,在區(qū)間上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以,當時,函數(shù)取得極小值,符合題意;所以,故答案為:12.(2023秋·新疆阿克蘇·高二??计谀┤艉瘮?shù)有兩個極值點,則實數(shù)取值范圍是______【答案】【分析】結(jié)合已知條件可知有兩個不同的實數(shù)根,然后利用一元二次函數(shù)的判別式即可求解.【詳解】由題意可知,,∵有兩個極值點,∴有兩個不同的實數(shù)根,故,即或.從而實數(shù)取值范圍是.故答案為:.13.(2023秋·山東泰安·高二統(tǒng)考期末)已知函數(shù),,則的最大值為___________.【答案】1【分析】利用導數(shù)和基本不等式求出函數(shù)的單調(diào)性,即得解.【詳解】函數(shù),,所以,當且僅當,即時等號成立,又因為,所以,所以在時單調(diào)遞增,其最大值為.故答案為:114.(2023秋·吉林·高二吉林一中校考期末)已知函數(shù),若關(guān)于的方程,有且僅有三個不同的實數(shù)解,則實數(shù)的取值范圍是______.【答案】【分析】首先利用導函數(shù)求的單調(diào)性,作出函數(shù)的大致圖象,將方程解得問題轉(zhuǎn)換成交點問題即可求解出答案
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